《Food Research International》：Interfacial properties of dry-fractionated lentil protein concentrates and their water-extracted soluble and insoluble fractions as affected by pH
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本刊推荐：为解决干法分离植物蛋白功能特性调控难题，研究人员通过界面剪切流变学分析LPC（扁豆蛋白浓缩物）在不同pH(3.0/5.0/7.0)下的界面吸附行为，发现可溶性组分能形成高强度界面层(Gi’达24 mPa·m)，显著增强等电点附近界面膜韧性，为天然蛋白在胶体体系中的应用提供新策略。
随着植物基食品市场的快速发展，干法分馏技术因其能耗低、能保持蛋白质天然构象等优势，成为替代传统湿法提取的重要方向。然而，干法分离的豆类蛋白浓缩物（LPC）存在组成复杂、功能特性不稳定等问题，尤其在酸性饮料或乳化体系等特定应用中，其界面行为易受pH值影响。目前关于豆类蛋白界面特性的研究多集中于大豆和豌豆，且普遍关注界面张力而忽视界面层粘弹性等关键参数，难以精准指导功能化配方设计。
为此，德国霍恩海姆大学食品材料科学系的Matthias Funke团队在《Food Research International》发表研究，以两种纯度（43%和54%）的干法分馏扁豆蛋白浓缩物为对象，通过水提离心分离其可溶性与不溶性组分，系统探究pH值（3.0、5.0、7.0）对界面吸附行为和界面层凝聚性的影响。研究发现，简单的水提分离即可定向调控蛋白组成：可溶性组分富集白蛋白（albumin）和豌豆球蛋白（vicilin），不溶性组分则累积豆球蛋白（legumin）、谷蛋白（glutelin）和醇溶蛋白（prolamin）。这种组成差异直接决定了界面性能——可溶性组分在所有pH下均能形成强韧的凝胶状界面层（界面储能模量Gi’达10–24 mPa·m），而不溶性组分在等电点（pH 5.0）附近因缺乏静电斥力，界面层脆性显著增加（界面交叉应变ICS仅7–19%）。该研究首次揭示可溶性蛋白组分在维持等电点附近界面弹性中的关键作用，为精准设计pH适应性植物蛋白配料提供了新思路。
研究采用多项关键技术：首先通过二维凝胶电泳（2-DE）结合质谱分析明确蛋白组成变化；采用zeta电位仪测定表面电荷分布；利用界面剪切流变仪时间扫描（4小时）和振幅扫描定量界面粘弹性参数；通过BCA法测定蛋白溶解度曲线。所有实验均设置重复并通过统计学验证。
3.1. 组成变化分析
水提分离显著改变基础组成：中纯度LPC（MR）的可溶性组分蛋白含量从43%提升至55%，不溶性组分降至37%；高纯度LPC（HR）变化较小，说明深度干法分馏后水提分离对蛋白富集效益有限。淀粉等不溶性碳水化合物主要富集于不溶性组分，可溶性组分则保留更多矿物质（如钾盐）和亲水糖蛋白，导致其冻干后水分含量更高（6.9–8.3% vs 不溶性组分3.6%）。
3.2–3.4. 蛋白组成与特性
二维电泳图谱显示，可溶性组分中白蛋白和γ-豌豆球蛋白斑点（SOL_1–SOL_5）显著增强，不溶性组分中豆球蛋白酸性/碱性亚基（INS_2、INS_5）占比升高。质谱数据进一步证实可溶性组分独有肽段多源于豌豆球蛋白和白蛋白，不溶性组分独有肽段与豆球蛋白高度相关。氨基酸分析发现可溶性组分含更多半胱氨酸（1.2%）和甲硫氨酸（1.0%），与白蛋白富集特征一致。溶解度曲线显示不溶性组分在pH 5.0附近溶解度不足5%，其曲线形状与扁豆豆球蛋白文献数据高度吻合，而可溶性组分溶解度在pH 7.0时达80%，更接近白蛋白与豌豆球蛋白混合特征。
3.5. 界面特性
所有样品在数分钟内即可形成粘弹性界面层（Gi’ > Gi”）。可溶性组分在pH 3.0和7.0下界面模量显著高于LPC和不溶性组分（如MR可溶性组分Gi’在pH 3.0为24 mPa·m，较不溶性组分高两个数量级）。在等电点（pH 5.0）时，不溶性组分界面层脆性显著（ICS仅7–19%），而LPC和可溶性组分仍保持较高应变稳定性（ICS 73–226%）。这种差异归因于可溶性组分中豌豆球蛋白的糖基化结构和白蛋白的亲水性，能通过空间位阻维持界面层网络结构；相反，不溶性组分中豆球蛋白在等电点附近易形成致密聚集体，限制蛋白展开与分子间交联。
该研究通过组分分离与界面流变学关联分析，证明干法分馏扁豆蛋白的可溶性组分是维持宽pH范围内界面稳定性的关键。其意义在于突破传统蛋白配料依赖化学修饰或添加剂改良的局限，为通过物理分离定向调控植物蛋白功能特性提供了新范式。未来需进一步解析单一蛋白组分（如vicilin/legumin比例）与界面行为的定量关系，并拓展至乳液、泡沫等真实食品体系验证应用潜力。
